लाल LED 3.2x1.25x1.1mm - फ़ॉरवर्ड वोल्टेज 2.0V - करंट 30mA - पावर 72mW - तकनीकी डेटाशीट

1. उत्पाद अवलोकन

1.1 सामान्य विवरण

यह लाल SMD LED एक लाल प्रकाश उत्सर्जक डायोड चिप का उपयोग करके निर्मित किया गया है और एक मानक 3.2mm x 1.25mm x 1.1mm सतह माउंट पैकेज में पैक किया गया है। यह उपकरण सामान्य संकेत, संकेतन, और डिस्प्ले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है जिनमें उच्च चमक और विस्तृत देखने के कोण की आवश्यकता होती है। एक कॉम्पैक्ट फुटप्रिंट के साथ, यह स्वचालित SMT असेंबली और रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त है।

1.2 विशेषताएं

• अत्यंत विस्तृत देखने का कोण: 140 डिग्री (अर्ध-शक्ति कोण), जो कई दिशाओं से स्पष्ट दृश्यता सक्षम करता है।
• सभी SMT असेंबली और सोल्डर प्रक्रियाओं के साथ संगत, जिसमें लीड-फ्री रिफ्लो शामिल है।
• नमी संवेदनशीलता स्तर (MSL): JEDEC मानक के अनुसार स्तर 3, जिसमें निर्दिष्ट सीमा से अधिक पर्यावरणीय परिस्थितियों में उपयोग से पहले उचित हैंडलिंग और बेकिंग की आवश्यकता होती है।
• RoHS अनुपालन, सीसा, पारा, कैडमियम, और हेक्सावेलेंट क्रोमियम जैसे खतरनाक पदार्थों से मुक्त।
• डिज़ाइन लचीलेपन के लिए कई चमक और तरंगदैर्ध्य डिब्बों में उपलब्ध।

1.3 अनुप्रयोग

• उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक उपकरणों, और ऑटोमोटिव इंटीरियर में ऑप्टिकल संकेतक और स्थिति प्रकाश।
• स्विच और प्रतीक बैकलाइटिंग, जैसे कि कीबोर्ड, नियंत्रण पैनल, और साइनेज में।
• सामान्य प्रकाश और सजावटी अनुप्रयोग जहां कॉम्पैक्ट आकार और कम बिजली की खपत वांछित है।

2. तकनीकी पैरामीटर

2.1 विद्युत और ऑप्टिकल विशेषताएं (Ta = 25°C)

निम्नलिखित तालिका 20 mA के फ़ॉरवर्ड करंट और 25°C के परिवेश तापमान पर मापे गए प्रमुख विद्युत और ऑप्टिकल पैरामीटरों का सारांश प्रस्तुत करती है, जब तक अन्यथा नोट न किया गया हो।

नोट: फ़ॉरवर्ड वोल्टेज मापन सहनशीलता: ±0.1 V। प्रमुख तरंगदैर्ध्य मापन सहनशीलता: ±2 nm। प्रकाश तीव्रता मापन सहनशीलता: ±10%।

2.2 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

नीचे दी गई तालिका में सूचीबद्ध से अधिक तनाव उपकरण को स्थायी क्षति पहुंचा सकते हैं। ये केवल तनाव रेटिंग हैं और अनुशंसित संचालन स्थितियों में इंगित की गई शर्तों से परे इन या किसी अन्य स्थितियों पर उपकरण का कार्यात्मक संचालन निहित नहीं है।

यदि थर्मल प्रतिरोध और परिवेश तापमान के कारण जंक्शन तापमान 95°C से अधिक हो जाता है, तो अधिकतम अनुमत फ़ॉरवर्ड करंट को घटाया जाना चाहिए। उच्च तापमान स्थितियों के तहत पर्याप्त हीट सिंकिंग या कम ड्राइव करंट का उपयोग किया जाना चाहिए।

3. बिनिंग सिस्टम

LED को फ़ॉरवर्ड वोल्टेज (VF), प्रमुख तरंगदैर्ध्य (λD), और प्रकाश तीव्रता (IV) के लिए कई डिब्बों में पेश किया जाता है। यह बिनिंग डिजाइनरों को एक प्रकाश प्रणाली में सुसंगत प्रदर्शन के लिए कड़े पैरामीटर सहनशीलता वाले उपकरणों का चयन करने की अनुमति देती है।

3.1 फ़ॉरवर्ड वोल्टेज बिन

तीन VF बिन परिभाषित हैं: B0 (1.8–2.0 V), C0 (2.0–2.2 V), और D0 (2.2–2.4 V)। 20 mA पर सामान्य फ़ॉरवर्ड वोल्टेज B0 बिन के लिए लगभग 2.0 V है।

3.2 प्रमुख तरंगदैर्ध्य बिन

तीन प्रमुख तरंगदैर्ध्य बिन उपलब्ध हैं: F00 (625–630 nm, गहरा लाल), G00 (630–635 nm, लाल), और H00 (635–640 nm, नारंगी-लाल)। सामान्य पीक उत्सर्जन लगभग 630 nm है।

3.3 प्रकाश तीव्रता बिन

प्रकाश तीव्रता को तीन श्रेणियों में वर्गीकृत किया गया है: 1BS (40–90 mcd), 1DN (90–140 mcd), और 1GK (140–200 mcd)। ये बिन बहु-एलईडी अनुप्रयोगों में चमक के मिलान को सक्षम करते हैं।

बिन कोड पैकेज लेबल पर मुद्रित होता है, साथ ही लॉट नंबर और दिनांक कोड जैसे अन्य पहचानकर्ता भी।

4. प्रदर्शन वक्र

विशिष्ट ऑप्टिकल और विद्युत विशेषताओं को नीचे दिए गए वक्रों में दिखाया गया है। ये वक्र डिज़ाइन दिशानिर्देशों के रूप में अभिप्रेत हैं; वास्तविक प्रदर्शन संचालन स्थितियों के साथ भिन्न हो सकता है।

4.1 फ़ॉरवर्ड वोल्टेज बनाम फ़ॉरवर्ड करंट (चित्र 1-6)

प्लॉट एक डायोड की विशिष्ट घातीय संबंध दर्शाता है। 20 mA पर, फ़ॉरवर्ड वोल्टेज लगभग 2.0 V है। वक्र का उपयोग दिए गए वोल्टेज के लिए करंट का अनुमान लगाने के लिए किया जा सकता है, लेकिन हमेशा एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर की सिफारिश की जाती है।

4.2 फ़ॉरवर्ड करंट बनाम सापेक्ष तीव्रता (चित्र 1-7)

सापेक्ष प्रकाश तीव्रता 30 mA तक फ़ॉरवर्ड करंट के साथ लगभग रैखिक रूप से बढ़ती है। हीटिंग के कारण उच्च धाराओं पर थोड़ी संतृप्ति हो सकती है।

4.3 पिन तापमान बनाम सापेक्ष तीव्रता (चित्र 1-8)

जैसे-जैसे सोल्डर पॉइंट तापमान बढ़ता है, सापेक्ष आउटपुट घटता है। 85°C पर, तीव्रता 25°C पर इसकी लगभग 90% है। सुसंगत प्रकाश आउटपुट बनाए रखने के लिए थर्मल प्रबंधन आवश्यक है।

4.4 पिन तापमान बनाम फ़ॉरवर्ड करंट (चित्र 1-9)

पिन तापमान बढ़ने पर अधिकतम अनुमत फ़ॉरवर्ड करंट को घटाया जाना चाहिए। 85°C पर, अधिकतम करंट लगभग 20 mA तक कम हो जाता है ताकि जंक्शन तापमान 95°C से नीचे रखा जा सके।

4.5 फ़ॉरवर्ड करंट बनाम प्रमुख तरंगदैर्ध्य (चित्र 1-10)

प्रमुख तरंगदैर्ध्य बढ़ते करंट के साथ थोड़ा स्थानांतरित होता है, आमतौर पर ऑपरेटिंग रेंज पर 2 nm से कम। यह अर्धचालक में बैंड-फिलिंग प्रभावों के कारण होता है।

4.6 सापेक्ष तीव्रता बनाम तरंगदैर्ध्य (चित्र 1-11)

वर्णक्रमीय शक्ति वितरण लगभग 630 nm पर चरम पर होता है, जिसमें 15 nm (सामान्य) की वर्णक्रमीय अर्ध-बैंडविड्थ होती है। यह एक संतृप्त लाल रंग सुनिश्चित करता है।

4.7 विकिरण पैटर्न (चित्र 1-12)

LED 140° के अर्ध-शक्ति कोण के साथ एक विस्तृत लैम्बर्टियन विकिरण पैटर्न प्रदर्शित करता है। यह इसे व्यापक रोशनी या व्यापक कोण संकेत की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाता है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

5.1 पैकेज आयाम

पैकेज बॉडी 3.2 mm (लंबाई) x 1.25 mm (चौड़ाई) x 1.1 mm (ऊंचाई) मापता है। निचली सतह पर दो सोल्डर पैड प्रदान किए गए हैं। एनोड पैड को ड्राइंग में प्लस चिह्न या पहचानकर्ता के साथ चिह्नित किया गया है। विस्तृत यांत्रिक चित्र डेटाशीट (चित्र 1-1 से 1-5) में पाए जा सकते हैं।

5.2 अनुशंसित सोल्डरिंग पैटर्न

रिफ्लो सोल्डरिंग के लिए अनुशंसित तांबा पैड आयाम डेटाशीट में दिखाए गए हैं। पर्याप्त पैड आकार अच्छा थर्मल और विद्युत संपर्क सुनिश्चित करता है। सामान्यतः 0.12 mm की सोल्डर पेस्ट स्टैंसिल मोटाई की सिफारिश की जाती है।

5.3 ध्रुवता पहचान

कैथोड पक्ष आमतौर पर पैकेज पर एक पायदान या सपाट सतह द्वारा चिह्नित किया जाता है। नीचे के दृश्य पर, पैड 1 एनोड है और पैड 2 कैथोड है (चित्र 1-4 के अनुसार)। असेंबली के दौरान सही ध्रुवता का पालन किया जाना चाहिए।

6. SMT रिफ्लो सोल्डरिंग

6.1 रिफ्लो प्रोफाइल

अनुशंसित रिफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल JEDEC मानकों पर आधारित है। मुख्य पैरामीटर हैं:

• औसत रैंप-अप दर (Tsmax से TP): अधिकतम 3°C/s
• प्रीहीट तापमान सीमा (Tsmin से Tsmax): 150°C से 200°C
• प्रीहीट समय (ts): 60 से 120 सेकंड
• 217°C से ऊपर का समय (tL): 60 से 150 सेकंड
• पीक तापमान (TP): 260°C (अधिकतम)
• पीक तापमान के 5°C के भीतर का समय (tp): अधिकतम 30 सेकंड
• पीक तापमान (>255°C) पर समय: अधिकतम 10 सेकंड
• औसत शीतलन दर: अधिकतम 6°C/s
• 25°C से पीक तापमान तक का समय: अधिकतम 8 मिनट

रिफ्लो सोल्डरिंग दो बार से अधिक नहीं की जानी चाहिए। यदि दो सोल्डरिंग चक्रों के बीच 24 घंटे से अधिक समय बीत जाता है, तो LEDs नमी को अवशोषित कर सकते हैं और दूसरे रिफ्लो से पहले बेक किया जाना चाहिए।

6.2 हाथ सोल्डरिंग

यदि हाथ सोल्डरिंग की आवश्यकता है, तो आयरन टिप का तापमान 300°C से नीचे होना चाहिए और सोल्डरिंग का समय 3 सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए। प्रति LED केवल एक हाथ सोल्डरिंग ऑपरेशन की अनुमति है।

6.3 रीवर्क और मरम्मत

रिफ्लो के बाद रीवर्क की सिफारिश नहीं की जाती है। यदि अपरिहार्य है, तो थर्मल तनाव को कम करने के लिए दोहरे हेड वाले सोल्डरिंग आयरन का उपयोग किया जाना चाहिए। LED को कोई नुकसान न हो, यह सुनिश्चित करने के लिए पूर्व-योग्यता परीक्षण आवश्यक है।

7. हैंडलिंग सावधानियां

7.1 भंडारण

LEDs नमी अवरोधक बैग (MBB) में डिसिकैंट और आर्द्रता संकेतक कार्ड के साथ भेजे जाते हैं। बैग खोलने से पहले, ≤30°C और ≤75% RH पर स्टोर करें। खोलने के बाद, LEDs का उपयोग 168 घंटे (7 दिन) के भीतर किया जाना चाहिए यदि ≤30°C और ≤60% RH पर संग्रहीत किया जाए। यदि भंडारण समय पार हो जाता है या आर्द्रता संकेतक कार्ड गुलाबी दिखाता है (नमी अवशोषण का संकेत), तो बेकिंग आवश्यक है: 60±5°C पर >24 घंटे।

7.2 इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज (ESD) सुरक्षा

LEDs ESD के प्रति संवेदनशील हैं। उचित ESD सावधानियां बरती जानी चाहिए, जिसमें ग्राउंडेड वर्कस्टेशन, प्रवाहकीय पैकेजिंग, और एंटीस्टैटिक कलाई पट्टियाँ शामिल हैं। उपकरण 2000V HBM के लिए रेट किया गया है।

7.3 रासायनिक और पर्यावरणीय विचार

LED एनकैप्सुलेंट सिलिकॉन है, जो कुछ गैसों और रसायनों के लिए पारगम्य है। पर्यावरण या युग्मन सामग्री में सल्फर यौगिकों को 100 ppm से नीचे रखा जाना चाहिए। बाहरी सामग्रियों में ब्रोमीन और क्लोरीन सामग्री प्रत्येक 900 ppm से कम होनी चाहिए, और उनका कुल योग 1500 ppm से कम होना चाहिए। वाष्पशील कार्बनिक यौगिक (VOCs) गैस छोड़ सकते हैं और LED पर जमा हो सकते हैं, जिससे मलिनकिरण और प्रकाश हानि होती है। LED के पास उपयोग किए जाने वाले चिपकने वाले पदार्थों से कार्बनिक वाष्प उत्सर्जित नहीं होने चाहिए।

7.4 यांत्रिक हैंडलिंग

सिलिकॉन लेंस पर सीधे दबाव न डालें। घटक को साइड सतहों से संभालने के लिए चिमटी का उपयोग करें। सोल्डरिंग के बाद PCB को मोड़ने से बचें, क्योंकि इससे LED पैकेज में दरार आ सकती है।

7.5 सफाई

सफाई के लिए आइसोप्रोपिल अल्कोहल की सिफारिश की जाती है। सिलिकॉन एनकैप्सुलेंट के साथ संगतता के लिए अन्य सॉल्वैंट्स का परीक्षण किया जाना चाहिए। अल्ट्रासोनिक सफाई की सिफारिश नहीं की जाती है क्योंकि यह LED को नुकसान पहुंचा सकती है।

8. पैकेजिंग और ऑर्डरिंग जानकारी

8.1 पैकेजिंग विशिष्टता

LEDs टेप और रील प्रारूप में पैक किए जाते हैं: प्रति रील 3000 टुकड़े। कैरियर टेप प्रवाहकीय प्लास्टिक से बना है और इसमें 4 मिमी की पॉकेट पिच के साथ 8 मिमी की चौड़ाई है। रील का व्यास 178 मिमी है, जिसमें 60 मिमी का हब व्यास और 8 मिमी की टेप चौड़ाई है।

8.2 लेबल जानकारी

प्रत्येक रील पर एक लेबल होता है जिसमें निम्नलिखित जानकारी होती है: भाग संख्या, विशिष्टता संख्या, लॉट संख्या, बिन कोड (VF, तरंगदैर्ध्य, और तीव्रता बिन सहित), मात्रा, और दिनांक कोड। बिन कोड उत्पादन में सुसंगत प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है।

8.3 नमी प्रतिरोधी पैकिंग

रीलों को डिसिकैंट और आर्द्रता संकेतक कार्ड के साथ एक नमी अवरोधक बैग में सील किया जाता है। फिर बैग को शिपमेंट के लिए एक कार्डबोर्ड बॉक्स में पैक किया जाता है।

9. विश्वसनीयता और परीक्षण

9.1 विश्वसनीयता परीक्षण शर्तें

उत्पाद को JEDEC मानकों के अनुसार योग्यता प्राप्त हुई है। निम्नलिखित परीक्षण प्रत्येक 22 नमूनों के साथ किए गए, स्वीकृति मानदंड: 0 विफलताओं की अनुमति (Ac=0, Re=1)।

9.2 विफलता मानदंड

निम्नलिखित मानदंड विश्वसनीयता परीक्षण के बाद विफलता को परिभाषित करते हैं:

• फ़ॉरवर्ड वोल्टेज (VF) ऊपरी विशिष्टता सीमा (U.S.L.) के 1.1 गुना से अधिक है
• रिवर्स करंट (IR) ऊपरी विशिष्टता सीमा (U.S.L.) के 2.0 गुना से अधिक है
• प्रकाश फ्लक्स (Φ) निचली विशिष्टता सीमा (L.S.L.) के 0.7 गुना से नीचे गिर जाता है

10. अनुप्रयोग नोट्स

LED सर्किट डिजाइन करते समय, ओवरकरंट को रोकने के लिए हमेशा एक करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर शामिल करें। रेसिस्टर मान की गणना R = (V_supply - VF_typ) / IF_desired के रूप में की जा सकती है। उदाहरण के लिए, 5V आपूर्ति और 20 mA के लक्ष्य करंट के साथ, R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 Ω। सभी स्थितियों के तहत सुरक्षित संचालन सुनिश्चित करने के लिए सबसे खराब स्थिति VF min/max का उपयोग करें।

श्रृंखला या समानांतर कनेक्शन के लिए, करंट शेयरिंग और थर्मल प्रभावों पर विचार करें। चमक भिन्नता को कम करने के लिए समानांतर में एक ही बिन के LEDs का उपयोग किया जाना चाहिए। गर्मी अपव्यय के लिए पर्याप्त PCB तांबा क्षेत्र प्रदान किया जाना चाहिए, विशेष रूप से उच्च धाराओं या परिवेश तापमान पर संचालन करते समय।

विस्तृत देखने का कोण इस LED को एज-लाइटिंग और बैकलाइटिंग अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जहां एकसमान रोशनी वांछित है।

11. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: तापमान बढ़ने पर LED की चमक क्यों कम हो जाती है?

उत्तर: अर्धचालक की आंतरिक क्वांटम दक्षता तापमान के साथ घट जाती है, जिससे समान ड्राइव करंट पर प्रकाश उत्पादन कम हो जाता है। थर्मल प्रबंधन महत्वपूर्ण है।

प्रश्न: क्या मैं LED को सीधे वोल्टेज स्रोत से चला सकता हूं?

उत्तर: नहीं, LED को नुकसान से बचाने के लिए करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर या स्थिर-करंट ड्राइवर अनिवार्य है।

प्रश्न: यदि रिवर्स वोल्टेज लगाया जाता है तो क्या होता है?

उत्तर: ब्रेकडाउन से ऊपर रिवर्स वोल्टेज लीकेज करंट का कारण बन सकता है और अंततः LED को नष्ट कर सकता है। अधिकतम रिवर्स वोल्टेज 5V परीक्षण शर्त है; लंबे समय तक रिवर्स बायस से बचना चाहिए।

प्रश्न: मुझे अप्रयुक्त LEDs को कैसे संग्रहीत करना चाहिए?

उत्तर: मूल नमी अवरोधक बैग में ≤30°C और ≤75% RH पर स्टोर करें। यदि खोला गया है, तो 168 घंटे के भीतर उपयोग करें या उपयोग से पहले बेक करें।

प्रश्न: क्या LED लीड-फ्री सोल्डरिंग के साथ संगत है?

उत्तर: हाँ, 260°C का पीक तापमान RoHS-अनुपालन लीड-फ्री सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के साथ संगत है।

12. कार्य सिद्धांत

LED एक अर्धचालक डायोड है जो PN जंक्शन में इलेक्ट्रॉनों के छिद्रों के साथ पुनर्संयोजन करने पर प्रकाश उत्सर्जित करता है। इस लाल LED में, सक्रिय क्षेत्र आमतौर पर एल्यूमीनियम गैलियम इंडियम फॉस्फाइड (AlGaInP) या गैलियम आर्सेनाइड फॉस्फाइड (GaAsP) सामग्री से बना होता है। जब फ़ॉरवर्ड बायस किया जाता है, तो n-पक्ष से इलेक्ट्रॉन और p-पक्ष से छिद्र सक्रिय क्षेत्र में पुनर्संयोजित होते हैं, फोटॉन के रूप में ऊर्जा जारी करते हैं। उत्सर्जित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य अर्धचालक सामग्री के बैंडगैप ऊर्जा से मेल खाती है—इस मामले में, लाल प्रकाश (630 nm) के लिए लगभग 1.96 eV। LED एक स्पष्ट या रंगीन सिलिकॉन लेंस में एनकैप्सुलेटेड है जो सुरक्षा भी प्रदान करता है और विकिरण पैटर्न को आकार देता है।

13. विकास के रुझान

लाल LEDs उच्च दक्षता (उच्च lm/W) और बेहतर थर्मल स्थिरता के साथ विकसित होते रहते हैं। प्रवृत्ति छोटे पैकेजों (जैसे, 3.2×1.25 mm पहले से ही कॉम्पैक्ट है) और उच्च चमक बिन की ओर है। चिप प्रौद्योगिकी में प्रगति, जैसे बेहतर प्रकाश निष्कर्षण और फ्लिप-चिप डिज़ाइन, आगे प्रदर्शन में सुधार का वादा करते हैं। इसके अतिरिक्त, बुद्धिमान ड्राइविंग सर्किट और IoT कनेक्टिविटी के साथ एकीकरण से स्मार्ट लाइटिंग और डिस्प्ले में अनुप्रयोगों का विस्तार होने की उम्मीद है।